Universitatea Politehnica Bucuresti Facultatea de Transporturi Sisteme Inteligente de Transport
Algoritmul secventelor dinamice a semaforului folosind RFID -proiect-
Realizat: Ing. Iliescu Dorian
Bucuresti 2012
Cuprins Cuprins ....................................................................................................................................................................2 1.Introducere............................................................................................................................................................3 2.Automate de dirijare a traficului..........................................................................................................................3 2.1 Automate de dirijare a circulaţiei cu funcţionare prestabilită.................................................................4 2.2 Automate de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule.........................................................................4 2.3 Automate de dirijare a circulaţiei semiacţionate de vehicule.................................................................7 2.4 Automate de dirijare acţionate de pietoni............................................................................................10 3.RFID...................................................................................................................................................................10 4.Algoritmul secventelor dinamice a semaforului folosind RFID........................................................................12 4.1 Materiale si metode...............................................................................................................................13 4.2 Algoritmul secventei de trafic dinamic.................................................................................................13 5. Bilbliografie.......................................................................................................................................................20
1.
Introducere
Deplasarea călătorilor în condiţii de siguranţă şi de eficienţă constituie un obiectiv important al autorităţilor locale urbane din întreaga lume. Acest aspect a condus la realizarea unor sisteme solide de transport public în majoritatea oraşelor, profitând de capacitatea mai mare a acestora de atransporta călători în raport cu automobilul privat. Transportul public constituie şi un serviciu vital în ce priveşte asigurarea mobilităţii cetăţenilor, fie că au sau nu acces la un automobil, cât şi promovarea echităţii sociale. Termenul de Sistem Inteligent de Transport (ITS – Intelligent Transport System) a apărut iniţial legat de sistemele telematice din transportul rutier, s-a extins ulterior asupra tuturor modurilor de transport (rutier, feroviar, aerian, fluvial, maritim) ca apoi aria de acoperire a acestui termen să devină şi mai extinsă prin includerea, pe lângă sisteme, şi a serviciilor. ITS reprezintă o gamă largă şi diversă de tehnologii, care aplicată sistemelor actuale de transport poate ajuta la creşterea siguranţei, reducerea congestiilor de trafic, creşterea mobilităţii, minimizarea impactului de mediu, reducerea consumului de energie şi creşterea productivităţii economice. Tehnologiile ITS sunt variate şi includ: prelucrarea informaţiilor, comunicaţii, control şi electronic ITS reprezintă rezultatul aplicării tehnologiilor avansate la sisteme şi metode de transport pentru eficientizarea, creşterea confortului şi siguranţei transportului pe căile rutiere, feroviare, navigabile interioare, aeroporturi, porturi şi legăturilor dintre aceste tipuri de transport diferite 2.
Automate de dirijare a traficului
Tipurile de semnale de trafic care controlează o intersecţie furnizează o succesiune de apariţii ale culorilor verde, galben-roşu (considerat în cele ce urmează doar galben), roşu precum şi a indicaţiilor speciale, fie singulare, fie în combinaţii de mişcări, pentru fiecare intrare. Semnalele de trafic pot fi prestabilite sau la cerere. Semnalele prestabilite repetă o valoare constantă a ciclului. Semnalele la cerere sunt capabile să răspundă prezenţei autovehiculelor sau pietonilor, la un moment dat în intersecţie. Aceştia, vehicule sau pietoni, sunt detectaţi, semnalele sunt transmise către aparatura logică de control, (automate de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule sau pietoni), şi se răspunde cererii lor. Rolul acestei aparaturi este asigurarea unei distribuţii potrivite între apariţiile succesive ale culorilor. Prin automate de dirijare a circulaţiei se înţelege orice fel de aparatură destinată acţionării
unei instalaţii electrice de semaforizare. Într-o acceptare generală se poate spune că există trei tipuri de automate de dirijare a circulaţiei; 1.
automate de dirijare a circulaţiei cu funcţionare prestabilită;
2.
automate de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule sau cu o funcţionare
adaptată cerinţelor de moment ale traficului; 3.
automate de dirijare a circulaţiei acţionate de pietoni.
2.1 Automate de dirijare a circulaţiei cu funcţionare prestabilită În cazul acestor automate, timpii de verde, în consecinţă şi duratele ciclurilor de funcţionare ale semafoarelor sunt predeterminate şi au o durată fixă. În ţara noastră, la ora actuală sunt cele mai folosite tipuri; ele pot funcţiona pe baza unuia sau mai multor programe fixe predeterminate , ce pot fi exploatate funcţie de necesităţile traficului. Automatele de acest tip prezintă următoarele avantaje: • se pretează la o coordonare a dirijării circulaţiei din mai multe intersecţii dispuse într-un sistem liniar sau în reţea. Această coordonare permite o mişcare progresivă (în sensul continuităţii mişcării prin intersecţiile sistemului), cu o viteză controlată, în cazul unui sistem bine spaţiat; • funcţionarea acestor tipuri de automate nu este condiţionată de trecerea vehiculelor peste o serie de detectori (sonde de trafic) amplasaţi pe accesele intersecţiei. Din acest motiv, buna lor funcţionare nu are de suferit din cauza unor vehicule oprite sau a unor lucrări de construcţii sau reparaţii din raza suprafeţei controlate; • se pretează foarte bine la o exploatare în zonele cu volume mari de trafic de pietoni, unde, din cauza prea deselor acţionări a butoanelor prin care pietonii solicită permisiunea de traversare a străzii, se pot produce multe confuzii în dirijarea traficului de vehicule; • costurile acestor automate şi în special instalarea lor este, în general, ieftină. De asemenea, buna funcţionare a acestora este mult mai uşor de asigurat. 2.2 Automate de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule. În cazul automatelor de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule, duratele şi succesiunea timpilor de verde sunt servite funcţie de cerinţele de moment ale traficului, determinate prin
intermediul unor sonde de trafic (detectori), instalate în mod normal pe toate accesele în intersecţie. În absenţa cererilor de intrare în intersecţie, semafoarele rămân la întâmplare pe faza care a fost servită ultima. Automatele de acest tip beneficiază, în exploatare, de mai multe tipuri de f
acilităţi, prezentate în continuare. Figura.2.2 Facilităţile automatelor de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule. Extinderile sunt individuale şi nu cumulative, timpul asociat fiind redus la o nouă valoare numai dacă următoarea cerere de extindere depăşeşte timpul neexprimat al extinderii servite anterior. Când intervalul dintre vehiculele ce sosesc şi trec peste un detector este mai mare decât limita superioară a extinderii timpului minim pentru un vehicul, permisiunea de circulaţie este transferată automat la faza următoare, în cazul în care aceasta este cerută, schimbarea purtând numele de schimbare la gol (adică schimbarea a fost posibilă prin existenţa unui gol în fluxul de trafic ce avea în acel moment permisiunea de trecere). Pentru a împiedica vehiculele dintr-un flux să nu aştepte prea mult atunci când nu există permisiunea de trecere, datorită unui flux continuu pe faza de trecere, este predeterminată o perioadă maximă, indiferent de situaţia extinderii timpului minim pentru un vehicul.
Dacă traficul este abundent pe toate fazele, timpii verzi asociaţi acestora pot trece succesiv la maximum, rezultând în realitate un program fix. În cazul marilor oraşe, multe dintre automatele de acest tip lucrează în acest regim pe durata perioadelor de vârf. Timpul maxim variabil, reprezintă o facilitate care permite timpului verde maxim să fie extins automat peste valoarea prestabilită, dacă rata medie a fluxului de trafic la sfârşitul verdelui maxim predeterminat depăşeşte o valoare critică, de asemenea predeterminată. Permisiunea de circulaţie poate fi menţinută (presupunând că nu există schimbări la gol) atât timp cât rata medie a fluxului care are permisiunea de a circula depăşeşte valoarea instantanee a unei limite pentru fluxul antagonist cu care este comparată în mod continuu. În mod normal, fazele se succed ciclic într-o anumită ordine prestabilită. Dacă însă nu există cerere a traficului pentru o anumită fază de circulaţie, aceasta este omisă automat. Se poate face de asemenea, prevederea de revenire la o anumită fază, selectată, în absenţa cererilor pentru alte faze. În cazul acestor instalaţii de semaforizare este posibilă intervenţia specialiştilor prin intermediul unui pupitru de comandă sau calculator portabil. Avantajele automatelor de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule sunt: • prezintă eficienţă maximă în exploatare în cazul intersecţiilor în care fluctuaţiile valorilor de trafic nu pot fi anticipate şi, deci, programate anterior; • eficienţa acestor automate poate fi, de asemenea, maximă în cazul unor intersecţii complexe, unde anumite relaţii sunt sporadice sau prezintă mari fluctuaţii de volum; • prezintă o eficienţă maximă şi în cazul intersecţiilor având o stradă principală şi una secundară; automatul de dirijare a circulaţiei acţionat de vehicule asigură o întrerupere a fluxului străzii principale numai în cazul în care există o cerere din partea străzii secundare, întreruperea fluxului străzii principale fiind limitată ca durată la minimul necesar; • pot fi folosite cu eficienţă maximă şi în cazul intersecţiilor prost amplasate în sisteme coordonate, în care caz întreruperile fluxurilor străzii principale sunt foarte ineficiente şi chiar periculoase, din care cauză trebuie reduse la minim ca număr şi ca durată. O revenire, cât mai rapidă, la ciclul de funcţionare al sistemului este absolut necesară pentru a se asigura efectul coordonării cu intersecţiile învecinate; • reducerea la minim a numărului opririlor şi pornirilor, respectiv diminuarea întârzierilor nejustificate ale traficului străzii principale, în comparaţie cu automatele ce funcţionează pe bază
de programe prestabilite , care continuă să funcţioneze chiar şi pe durata perioadelor de timp când traficul scade sub minimul impus prin condiţiile de semaforizare; • utilizarea acestor tipuri de automate tinde să reducă hazardul asociat opririlor arbitrare ale vehiculelor în conformitate cu regimul de funcţionare pe bază de programe prestabilite, care cer alternarea permisiunii de circulaţie chiar în afara solicitărilor traficului. 2.3 Automate
de dirijare a circulaţiei semiacţionate de vehicule.
În acest caz detectorii de trafic sunt instalaţi numai pe străzile laterale, deci cu un trafic scăzut sau chiar întâmplător. Permisiunea de circulaţie este menţinută în mod normal pe strada cu traficul principal, fiind transferată imediat (sau la sfârşitul unei perioade prestabilite) străzii laterale, când există o cerere din partea acesteia, respectiv când un vehicul a trecut peste sonda de trafic aferentă străzii laterale. Timpul verde asociat străzii laterale, poate fi extins în mod normal la cereri succesive, până la un maxim prestabilit, după care permisiunea de trecere este redată străzii principale şi nu mai poate fi luată decât la expirarea unei perioade, de asemenea, prestabilite. Practica a demonstrat că, pentru perioadele de timp cu trafic scăzut, automatele semiacţionate de vehicule prezintă o rată mai ridicată a accidentelor în comparaţie cu categoria automatelor acţionate de vehicule. Aceasta se explică prin faptul că, în majoritatea cazurilor, automatul, deci semafoarele, acţionează imediat ce un vehicul a trecut peste sonda străzii laterale, determinând o întrerupere foarte arbitrară a fluxului principal. O situaţie periculoasă poate apărea când, un vehicul din fluxul principal nu a putut opri la timp (la întreruperea timpului de verde) şi un vehicul al străzii laterale a primit permisiunea de a intra în intersecţie cu viteză (prin apariţia timpului de roşu/galben imediat ce vehiculul a trecut peste sonda de trafic). Acest pericol poate fi diminuat prin introducerea unei schimbări întârziate, facilitate ce face ca timpul galben/roşu să fie întârziat cu 1-2 secunde după ce prezenţa vehiculului pe strada secundară a fost înregistrată prin intermediul detectorului de trafic. Detectoarele de trafic se mai întâlnesc sub denumirea de controlere de semnal. Sunt standardizate pe plan internaţional şi ele cuprind o varietate de echipamente de control al traficului precum şi informaţii privind funcţionarea şi exploatarea lor. În SUA, în 1976 The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) au propus standardele, publicate în 1983, care cuprind: sisteme de detectare a autovehiculelor, unităţi de
control al traficului (simple şi complexe), interfeţe (de intrare şi de ieşire) şi altă aparatură de trafic. Cei mai comuni uzuali detectori de vehicule sunt cei cu buclă inductivă care folosesc un senzor sub formă de buclă, introdus în pavajul drumului Un vehicul care intră în zona de detecţie a senzorilor afectează câmpul magnetic al buclei cauzând o scădere a inductanţei. O unitate de detecţie a buclei care o alimentează şi monitorizează, răspunde la scăderea inductanţei şi trimite un semnal de ieşire către unitatea de control. Precizia senzorului poate fi ajustată prin alegerea unei anumite valori a variaţiei inductanţei cauzate de un vehicul care ar genera un semnal de ieşire indicând prezenţa sau trecerea unui vehicul. În conformitate cu recomandările standardelor, sensibilitatea în detecţia unui semnal permite identificarea unei anumite categorii de vehicule. Autovehiculele ocupând zona de detecţie pot fi clasificate după reducerea de inductanţă pe care ele o cauzează şi care corespunde unei sensibilităţi mai mari sau mai mici, generate de autovehicule de diferite categorii, respectiv motociclete sau vehicule grele: de 0,13%, 0,32% sau 3,2%. Detectorii de vehicule pot fi folosiţi pentru a îndeplini diferite funcţii, cele mai importante fiind cea de detecţie a trecerii şi cea de prezenţă a unui autovehicul. Detectarea trecerii este realizată cu bucle mici care sunt ocupate numai scurt timp de trecerea autovehiculelor. în acest caz este generat un impuls de scurtă durată, care să semnalizeze trecerea autovehiculului. Prezenţa autovehiculului este detectată cu ajutorul unei bucle mari sau prin înserierea buclelor mici, aşa cum se vede în figura 2.3; figura arată că o combinaţie de bucle scurte, amplasate la distanţe cunoscute poate fi folosită pentru a detecta viteza autovehiculelor.
Figura
2.3.Exemplu
de
detectorilor cu buclă inductivă
poziţionare
a
Semnificaţia notaţiilor este: 1-două perechi de bucle îndepărtate la 18 m, pentru viteza de 48- 56 km/h; 2-două bucle de 1,8x2,4 m detectează trecerea vehiculelor; 3-bucle lungi pentru detectarea prezenţei vehiculelor; 4-patru bucle 1,8x1,8 m pe o lungime de peste 16 m pentru detectarea prezenţei; 5-două perechi de bucle de îndepărtate la 24 m, pentru viteza de 64 km/h; 6-două bucle 1,8x1,8 m pentru operare PULS; 7-bucle cu diamant pentru detectarea prezenţei; 8,9-butoane pentru pietoni. Standardele NEMA folosesc noţiunea de DETECTOR DE MOD pentru a descrie durata şi condiţiile canalului de ieşire al detectorului. în cazul detectorilor cu 4 moduri se specifică: • Modul PULS - care se referă la cazul când detectorul produce un impuls de scurtă durată când un vehicul este detectat; • Modul CONTROL - se referă la cazul când este produs un impuls de durată fixă, corespunzând perioadei de timp în care vehiculul ocupă zona; • Modul PREZENŢĂ CONTINUĂ - se referă la modul de operare în care detectorul sesizează continuu, dacă cel puţin un vehicul ocupă zona de detecţie; • Modul PREZENŢA LIMITATĂ - corespunde modului de operare prezenţa continuă pentru perioade limitate, dacă vehiculul rămâne în interiorul zonei de detecţie. Printre mulţimea de caracteristici ale sistemului de detecţie este importantă întârzierea la ieşire, pentru o perioadă precisă de timp şi inhibarea acesteia în cazul când vehiculul prezent ar pleca înainte de expirarea timpului. Această caracteristică este folosită în situaţiile în care este permisă mişcarea la dreapta pe semnalul de roşu, iar durata unei faze ar putea fi prelungită inutil, de asemenea pentru a permite autovehiculelor lente (autotractoare lente) să evacueze intersecţia înainte ca semnalul să se schimbe. Unitatea de control este "creierul" sistemelor de trafic. Ea primeşte "apeluri" de la detectori şi interfeţe cu echipament de afişare a semnalului şi furnizează programe privind succesiunea şi sincronizarea semnalelor afişate.
Standardele NEMA asigură compatibilitatea diferitelor sisteme de trafic. Diferitele tipuri de sisteme de trafic sunt capabile să implementeze o varietate de strategii de alegere a fazelor, de sincronizare, incluzând schemele cu timpi prestabiliţi precum şi cele cu control continuu (programe flexibile). 2.4 Automate de dirijare acţionate de pietoni Acest tip de automate este folosit, în general, pentru protejarea trecerilor de pietoni peste arterele de circulaţie cu trafic intens, adică în cazul existenţei unor intersecţii rezultate din nevoile pregnante de circulaţie ale vehiculelor şi cele de traversare ale pietonilor. Din această confruntare vehicule pietoni, cei din urmă fiind pasibili de accidente, funcţionarea acestui tip de automate este condiţionată de cererile de traversare ale acestora, înregistrate prin intermediul butoanelor de acţionare, amplasate pe stâlpii de susţinere a semafoarelor apropiate trecerilor de pietoni. În urma solicitărilor de traversare ale pietonilor, automatele de acest tip asigură acestora permisiunea de traversare a străzii imediat, în cazul existenţei unui gol în fluxul de vehicule, sau la sfârşitul unei perioade de timp prestabilite, în cazul în care acesta prezintă un caracter de continuitate. O altă utilizare a automatelor acţionate de pietoni este în legătură cu automatele complet sau semiacţionate de vehicule, caz în care permisiunea de traversare pentru pietoni este servită numai în condiţiile existenţei unui gol în fluxul de trafic al străzii sau la expirarea timpului maxim predeterminat, aferent automatelor de dirijare a circulaţiei acţionate de vehicule. 3.RFID Sistemele RFID sunt compuse, în general, din trei componente - un cititor, un tag (transponder de radiofrecvenţă) şi un sistem de procesare a datelor, ce poate fi bazat pe computer PC sau pe diferite microcontrolere. Sistemele RFID utilizează transmisia prin radiofrecvenţă pentru a identifica, cataloga sau localiza "articole", care pot fi în primul rând obiecte, dar şi persoane sau animale. Cititorul conţine componente electronice care emit şi recepţionează un semnal spre şi de la tagul de proximitate, un microprocesor care verifică şi decodifică datele recepţionate şi o memorie care
înregistrează datele rezultate, ce ulterior vor fi transmise mai departe dacă este necesar. Pentru a face posibilă recepţia şi transmisia datelor de la tag, cititorul are conectată o antenă. Antenă poate fi integrată în carcasă cititorului sau poate fi separată, situată la distanţă de restul electronicii. Că la majoritatea aplicaţiilor de radiofrecvenţă, pentru a se obţine performanţe bune diametrul antenei trebuie să fie relativ mare! Un tag RFID conţine circuitele ce controlează comunicaţia cu cititorul, în general integrate pe un circuit monolitic. Acesta conţine cel puţin două secţiuni: -
una care asigură comunicaţia cu cititorul;
-
altă de memorie, cu rol de stocare a codurilor de identificare sau a altor date, care
este activată odată cu comunicaţia. Când un obiect echipat cu tag trece prin zonă de acţiune, tagul detectează semnalul generat de cititor şi începe să comunice informaţiile stocate în memorie. La sistemele pasive, semnalul de RF generat de cititor oferă tagului atât informaţii temporale cât şi suficientă energie pentru a-i asigură funcţionarea. Semnalul de tact (informaţiile de timp) sincronizează comunicaţia dintre tag şi cititor, simplificând proiectarea constructivă a acestora. Tag-urile pot fi active sau pasive Un tag activ are alimentare proprie, deci necesită o baterie ce poate fi externă sau internă (integrată în tag). Sistemele active au avantajul reducerii energiei necesare generate de cititor, şi pot avea o rază utilă de citire mai mare. Că dezavantaj trebuie menţionat durată de viaţă mai scurtă datorită bateriei, precum şi preţul mai ridicat decât al tagurilor pasive. De aceea se folosesc doar în aplicaţii specifice, în care este esenţială o bătaie mai mare sau o putere foarte redusă a cititorului. Un tag pasiv operează numai pe bază energiei de radiofrecvenţă generate de cititor. Tagurile pasive sunt mai mici, mai uşoare şi mai ieftine decât cele active, iar durată de viaţă este teoretic nelimitată. Dezavantajul constă în raza redusă de citire, puterea semnalului scăzând cu puterea a şasea a distanţei. Clasificare: -
cu citire şi înscriere;
-
numai pentru citire. Tag-urile cu citire şi rescriere conţin o memorie nevolatilă, în general de tip Flash, ce
stochează date care pot fi modificate prin operaţii normale, la fel că o memorie RAM obişnuită.
Exemple de astfel de taguri sunt cartelele de telefon sau cărţile de credit bancar. Aceste taguri au desigur un preţ iniţial mai ridicat decât celelalte tipuri, dar pot fi reutilizate de multe ori prin modificarea corespunzătoare a conţinutului memoriei. Astfel, pe termen lung, tagurile cu rescriere reprezintă o alternativă eficientă economic! Tagurile de tip "read-only" (pot fi numai citite) contin un cod unic programat ce nu mai poate fi modificat. Acest element confera tagurilor de tip ROM un nivel ridicat de securitate. Un sistem ce utilizeaza astfel de taguri necesita o compensare a procesarii si stocarii informatiei prin calculatoare si programe adecvate 4.Algoritmul secventelor dinamice a semaforului folosind RFID Modul de operare al semafoarelor din majoritatea intersectiilor, care este bazat pe un sistem de secvente temporizate, care este fixat in timpul instalarii si ramane asa pana la urmatorul reset. Temporizarea este doar o setare pentru a controla ceea ce se considera un trafic normal. Desi toate intersectiile necesita o diferita temporizare semafoarelor,
multe sisteme existente opereaza
a
cu sectvente simple. Aceasta a instigat
diferite ideei si scenarii pentru a rezolva problema traficului. Pentru a proiecta un sistem inteligent si eficient de control al traficului un numar de parametrii care reprezinta starea conditiilor drumului trebuiesc identificate si luate in calcul. Majoritatea semafoarelor inteligente din prezent sunt bazate pe un senzor care face operatiile de comutare pentru sistem. Aceasta abordare considera ca traficul este lin si de unde nu trebuie nici un management sau monotorizare a conditiilor de trafic. Cand se dezvolta o situatie neprevazuta, sau cand se produce o congestie a traficului nu exista nici un mod indicat de a trata aceasta situatie. O
abordare mai elaborata a fost introdusa pentru a depasi aceste probleme. Acesta
foloseste sistemul de monitorizare al traficului in timp real cu sitemul de urmarire a traiectoriei imaginii. Desi aceasta informatie poate descrie cantitativ traficul, implica anumite restrictii. Procesarea in timp real la o scara mai larga poate prezenta anumite pretentii prohibitive. Anumite probleme comune implicate in procesarea imaginilor
include Rata de Acceptare
Falsa(RAF) si Rata de Refuzare Falsa(RRF). Normal, in cazul unui ambuteiaj calculatorul are ca rezultat o detectie eronata. Controlul semaforului bazat pe senzor pe cealata parte mai ii trebuie un senzor care opereaza cu detectia campului viziual care poate avea dificultati cu detectia vehiculele
care trec prin raza de detective a punctului orb. 4.1 Materiale si metode Un model al sitemului a fost instalat
pentru a simula actualul design al noului
sitem de control al traficului bazat pe RFID folosind aplicatii CISCO si eticheta AeroScout RFID (fig4.1).
Fig. 4.1 model al sistemului RFID Sistemul inteligent de control al traficului este alcatuit din patru parti principale: eticheta AeroScout RFID, punctul de acces CISCO,
serverul de locatie CISCO si IIUM
WideArea Network (WAN). Primul simuleaza vehiculele in miscare, al doilea detecteaza etichetele RFID, al treilea are rol de software RFID si al patrulea simuleaza mediul ubicuu. Serverul de locatie are rol de microcontroler al semalului de trafic. Inregistreaza locatia de unde a introdus datele utilizatorul si timpul exact cand a facut aceasta. Aceasta informatie este trimisa la sitemul de management via internet. Sistemul de management folosind un algoritm va trimite informatii adecvate pentru a acontrola traficul. 4.2 Algoritmul secventei de trafic dinamic Un algoritm pentru controlul secventelor de trafic care poate schimba dinamic
prioritatea si usor de implementat este scris pentru a facilita controlul eficient al traficului al unei intersectii. Care poate fi extinsa pentru controlul a mai multor intersectii. El este bazat pe selectia automata a secventelor de trafic intr-un flux de trafic cu multibenzi (fig.4.2a
Fig. 4.2a. secventa fluxului de trafic
A1,A2 si A3 reprezinta vehicule deplasanduse din directia A din care A1 se deplaseaza spre vest, A2 pe directia inainte si A3 se deplaseaza in directia est. Orientarile sunt similar aplicate pentru vehiculele care se deplaseaza din directiile B,Csi D. Figura 4.2b arata cum functioneaza algoritmul.
Fig 4.2b Diagrama de semaforizare Presupunem ca A, B, C si D sunt benzi de mers in care din A din sud poti merge pe directia inainte, in vest si in est, dupa un slot de temporizare care determina dinamic conform numarului de vehicule petru fiecare ruta.
Aceeasi secventa este
preluata si de B, C si D. Procesul de decizie pentru trafic inteligent de control depinde de informare în timp real
furnizat de catre sistemul RFID. Datele, de
asemenea, sunt înregistrate si salvate în baza de date de administrare centralizata.Un numarul de cititori sunt mobilizate pentru a detecta si de a numara vehiculele, la fiecare intesectie. Cititorul captureaza timpii pentru fiecare vehicul care trece prin raza sa. Practic, dispunerea si locatia citito-rilor în jurul intersectiei sunt prezentate în Fig. 4.2.c
Fig 4.2c raza de detectare RFID
Captura de informatii cum ar fi locatia (ln) si
timp (tn) pentru fiecare vehicul
sunt salvate ca o eticheta de referinta tabel ID. Teoretic, timpii de asteptare la fiecare intersectie sunt definiti în tabelul 4.2.a
Tabelul 4.2.a Timpi de asteptare Acest algoritm poate schimba secventa dinamic în functie de situatia in timp real de la intersectia specifica cu privire la situatii care exista în prezent în alte intersectii din împrejurimi. Daca, de exemplu, am acceptat timpul de asteptare la fiecare intersectie este de 90 sec, perioada pentru starea verde si galben pot fi, probabil, la 30 sec la fiecare fiecare intersectie. În realitate, conditiile de trafic se schimba cu timpul. De aceea, starea pentru galben poate fi stabilita la 3 sec, care este destul de mult pentru un sofer sa opreasca. Verdele de la starea
B reprezinta
BG în timp ce galbenul d la starea
B reprezinta
By, ele sunt aplicabile altui parametru de exemplu, CG, DG, CY si DY. Timpul de asteptare de exemplu poate fi calculat pentru starea A ca:
Unde
Starea verde AG, BG, CG si DG pot fi diferite unele de altele, pentru ca aceasta depinde de conditiile de trafic. Daca nu sunt detectate vehiculele la o anumit stare, atunci secventa automat trece la urmatoarea stat. Pe de alta parte, daca numarul de vehicule congestionate la o stare este mare, sistemul va verifica conditie de la alta intersectie si va determina un timp de compromis de o eficienta maxima pentru a decongestiona traficul.
Acest lucru va permite un nivel de echilibru rezonabil pentru timpul de asteptare.Aceasta decizie tine cont de datele în timp real a intersectiilor din imprejur, precum si statistic date compilate pentru o anumita ora din zi si zi a saptamânii si poate chiar sa ia în considerare datele meteorologice care coincid eveniment specific. Figura 4.2.d arata ca modul în care procesul de masurare a timpului in care au fost colectate, atunci când vehiculele au intrat in raza de actiune a cititorului aflat la Bx, By si Bz.
Fig 4.2.d
Datele brute de la cititori sunt acumulat în de baze de date centralizate si aranjate într-o tabel de baze de date asa cum se arata în tabelul 4.2b si 4.2c. Vehicul Sensor Ax Vehicul 1 Tx1 Vehicul 2 Tx2 Vehicul 3 Tx3 Vehicul 4 Tx4 Tabel 4.2b AxAy AyAz BxBy V11 V12 V11 V21 V22 V21 V31 V32 V31 …. … … V1p V2p V1p Tabel 4.2c
Sensor Ay Ty1 Ty2 Ty3 Ty4 ByBz V12 V22 V32 … V2p
CxCy V11 V21 V31 … V1p
Senzor Az Ty1 Tz 2 Tz3 Tz4 CyCz V12 V22 V32 … V2p
DxDy V11 V21 V31 … V1p
DyDz V12 V22 V32 … V2p
Baza de date, înregistreaza de asemenea viteza medie de deplasare a tuturor vehiculelor între doua cititoare. Viteza vehiculelor inainte de a ajunge la semafor se calculeaza dupa cum urmeaza:
Viteza medie si informatia estimata sunt parametrii importanti în determinarea corecta a dirijarii traficului folosind un algoritm inteli-gent pentru fluxului de trafic. În medie, acceleratie si viteza medie al unui vehicul care se deplaseaza din pozitia oprire dupa lumina semaforului devine verde poate fi calculat ca:
În cazul în care acest sistem simte un eveniment ciudat cum ar fi o situatie de accident care produce dezechilibru a fluxului de trafic, sistemul este capabil sa controleze traficul prin celelalte intersectii. Decizia are la baza date acumulate , salvate in sitemul central-izat de date. Sistemul poate “invata” din experientele anterioare si poate identifica o varietate de evenimente cum ar fi: • Identificarea unei intersectii cu cea mai lunga coloana de masini • Ruta cea mai aglomerata • Identificarea unui sablon de traffic la anumite ore a zilei sau la anumita zi din saptamana • Determinarea celei mai rapide secvente Algoritm de trafic este definit dupa cum urmeaza:
5. Bilbliografie Curs SIT Prof.dr.ing. Alexandrescu Corneliu Mihail Laborator SIT S.l.drd.ing. Surugiu Claudia Revista ITS http://www.revistaits.ro/ http://snet.elth.pub.ro/snet2005/cd/papers/s3o13.pdf